快捷導(dǎo)航

C/C++實現(xiàn)三路快速排序算法原理

更新時間：2019年05月29日 14:24:34 作者：玉樹銀花冬飛雪

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C/C++實現(xiàn)三路快速排序算法原理，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

書接上文，上次講到了雙路快速排序，雙路快速排序是將等于v（標(biāo)志數(shù)）的數(shù)也進(jìn)行交換，從而避免了在處理有大量重復(fù)數(shù)據(jù)的數(shù)組分組時的不平衡。而三路快速排序則是將等于v的數(shù)也分成一組，同樣可以解決上述問題。其原理如下：

1、采用隨機排序的方法將某個數(shù)作為分割數(shù)，放在數(shù)組開頭，該數(shù)定義為v。將小于v的一段數(shù)組開頭的數(shù)索引定義為lt，將需要遍歷的數(shù)組的索引定義為i，將小于v的一段數(shù)組的索引定義為gt,數(shù)組的開頭和結(jié)尾的索引分別為l和r。原理圖如下：

2、對索引i進(jìn)行維護(hù)，逐個比較索引i對應(yīng)的數(shù)與v的關(guān)系。如果arr[i]<v，那么將arr[i]和arr[lt+1]交換，之后將索引i和lt分別向后移動一位。如下圖藍(lán)色的e和灰綠色的那塊相交換

3、如果arr[i]=v，則將arr[i]納入等于v的那一部分，之后將索引i向后移動一位

4、如果arr[i]>v，則將arr[i]與arr[gt-1]交換位置，之后將索引gt向前移動一位，但是要注意，這時，索引i不需要移動，因為交換過來的數(shù)不知道大小，下一步還需要接著判斷。

5、按照這個流程，gt會和i重合，則結(jié)束比較的過程

6、最后，不要忘了將arr[l]和arr[lt]交換位置，注意：這里交換位置的是arr[lt]。排序完成

代碼如下：

#ifndef QUICKSORT3_H
#define QUICKSORT3_H
//三路快速排序算法
#include <iostream> 
#include <stdlib.h>

using namespace std;

template <typename T>
void __QuickSort3way(T *arr,int l,int r)
{
 //遞歸的終止條件
 if (l>=r) 
 {
 return;
 }
 else
 {
 //隨機快速排序選取的隨機值，為了避免在整體大致有序的情況下產(chǎn)生分組不平衡現(xiàn)象，使算法退化
 int RAND = (rand() % (r - l) + l);
 swap(arr[l], arr[RAND]);
 T v = arr[l];
 //小于v的分組的初始索引
 int lt = l;
 //大于v的分組的初始索引
 int gt = r + 1;
 //等于v的分組的初始索引，并且，此索引是數(shù)組遍歷值的索引
 int i = l + 1;
 while (i<gt)
 {
  //如果遍歷的數(shù)據(jù)小于v
  if (arr[i]<v)
  {
  //將該數(shù)組與第一個等于v的數(shù)據(jù)交換
  swap(arr[lt + 1], arr[i]);
  //維護(hù)小于v的索引和待遍歷的數(shù)據(jù)的索引
  lt++;
  i++;
  }
  //如果數(shù)據(jù)大于v
  else if (arr[i]>v)
  {
  //交換該數(shù)與大于v的第一個數(shù),但是在這里不需要維護(hù)i的索引
  swap(arr[i], arr[gt - 1]);
  gt--;
  }
  else//arr[i]==v
  {
  i++;//直接維護(hù)i的索引
  }
 }
 //最后將數(shù)組第一個數(shù)v和小于v的最后一個數(shù)互換
 swap(arr[l],arr[lt]);

 __QuickSort3way(arr,l,lt);
 __QuickSort3way(arr,gt,r);
 }
}

template <typename T>
void QuickSort3way(T *arr,int n)
{
 __QuickSort3way(arr, 0, n - 1);
}

#endif // !QUICKSORT3_H

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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